Гибкий манипулятор по типу «лапки геккона» позволяет аккуратно поднимать самые тяжелые предметы

Конгломерат научных групп из NASA, Стэнфордского и Калифорнийского университетов, а также института Сан-Диего нашел решение одной из ключевых проблем развития прикладной робототехники. Чем тяжелее предмет, который должен захватить и поднять манипулятор робота, тем сильнее должен быть хват искусственной руки. Иначе тот просто выскользнет из захвата под своим весом. Но для объектов с хрупкой конструкцией такой хват грозит непоправимой деформацией. Как быть?

Решение, как часто бывает, подсказала матушка-природа на примере строения ворсинок на лапках геккона. Относительно недавно ученые поняли, что размер отдельных волосков настолько мал, что они осуществляют взаимодействие с другими материалами почти на молекулярном уровне. Отсюда и невероятная цепкость ящерицы, способность удерживать свой вес практически на любой поверхности, «прилипнув» к ней.

Чтобы скопировать цепкий слой лапок геккона, изобретатели применили 3D-печать силиконом на подложке из специальной ткани. Она может сгибаться, но не растягивается, меняет свою форму, но всегда сохраняет стабильную плотность ворсинок на единицу площади. И поэтому система может рассчитать, как надо согнуть гибкий манипулятор, чтобы при обхвате груза с его поверхностью контактировало максимальное количество ворсинок.

Дополнительный алгоритм рассчитывает усилие, которое будет приложено в конкретной точке «искусственного пальца». В экспериментах небольшой манипулятор успешно транспортировал грузы весом до 20 кг очень разной формы и структуры: пористый легкий туф, мягкие увесистые помидоры, обычные чашки и гантели, цилиндрические трубы и т.д. Результаты так поразили исследователей, что теперь они ратуют за разработку универсального космического манипулятора на данном принципе, которому вспомогательный крепеж не нужен будет вовсе.

Источник — UCSD